運用CTA分析鏡像后交通動脈瘤破裂的危險因素

陳解南， 黃鐘情， 孟志華*， 侯仲軍, 黃穗喬, 于　昊, 溫志波, 汪求精, 李平安

(1汕頭大學醫學院附屬粵北人民醫院影像診斷科,韶關　512026； 2珠海市婦幼保健院影像診斷科； 3廣州醫科大學附屬第二醫院影像診斷科； 4中山大學孫逸仙紀念醫院影像診斷科； 5南方醫科大學珠江醫院影像診斷科； 6南方醫科大學珠江醫院神經外科； 7汕頭大學醫學院附屬粵北人民醫院神經外科； *通訊作者，E-mail：zhihua_meng@163.com)

?

運用CTA分析鏡像后交通動脈瘤破裂的危險因素

陳解南1，2， 黃鐘情1， 孟志華1*， 侯仲軍3, 黃穗喬4, 于昊5, 溫志波5, 汪求精6, 李平安7

(1汕頭大學醫學院附屬粵北人民醫院影像診斷科,韶關512026；2珠海市婦幼保健院影像診斷科；3廣州醫科大學附屬第二醫院影像診斷科；4中山大學孫逸仙紀念醫院影像診斷科；5南方醫科大學珠江醫院影像診斷科；6南方醫科大學珠江醫院神經外科；7汕頭大學醫學院附屬粵北人民醫院神經外科；*通訊作者，E-mail：zhihua_meng@163.com)

摘要：目的探討顱內動脈瘤破裂的危險因素。方法收集4所三甲醫院2008-01～2014-03經手術或CTA 診斷為動脈瘤的2 361例患者(2 674個動脈瘤)。依據CT平掃時蛛網膜下隙出血類型或者手術結果將動脈瘤二分為破裂組和未破裂組。納入研究的鏡像動脈瘤形態學參數包括瘤頸寬度、瘤體大小及形狀、瘤體深度與瘤頸寬度的比值(aspect ratio，AR)、 瘤體深度與載瘤動脈直徑的比值(size ratio,SR)、高度瘤體之比(height-width ratio,HWR)、動脈瘤面積與瘤頸處載瘤動脈面積的比值(area ratio)。采用單變量和多變量條件Logistic回歸分析動脈瘤破裂的獨立危險因素。結果本研究共納入34例鏡像動脈瘤患者(29例女性)，平均年齡為(62.2±10.2)歲。單變量統計分析顯示動脈瘤的大小，AR，SR，面積比值和不規則的瘤壁在破裂組和未破裂組中具有顯著差異。以不規則的瘤壁作為調節變量,多變量分析顯示動脈瘤的大小≥4.55 mm(AOR 9.233,95%CI 2.023-42.144),AR≥1.114(AOR 8.438,95%CI 1.730-41.160),SR≥1.869(AOR 16.709,95%CI 2.112-132.200)和面積比≥1.531(AOR 34.722,95% CI 2.503-481.649)是動脈瘤破裂的重要預測因素。結論動脈瘤的大小≥4.55 mm,AR ≥1.114,SR≥1.869和面積比 ≥1.531是獨立于不規則瘤壁和人口學特征的破裂危險因素。這些動脈瘤的形態學參數在評估、預測、預防動脈瘤破裂風險中具有一定的價值。

關鍵詞：顱內動脈瘤；CT；血管造影術；形態學

未破裂顱內動脈瘤的人群發病率約3%-7%[1]。動脈瘤破裂是自發性蛛網膜下隙出血最常見的病因，具有較高的致殘率和致死率，嚴重危害人類健康。此外，預防性治療未破裂動脈也具有一定的風險[2]。因此，明確動脈瘤破裂的危險因素以便評價未破裂動脈瘤的破裂機率和選擇合適的干預措施。

雖然有研究表明,瘤體深度與瘤頸寬度的比值(AR)、瘤體深度與載瘤動脈直徑比值(SR)、流入角等形態學參數與動脈瘤的破裂具有相關性，但是這些病例對照研究比較的是動脈瘤破裂人群與未破裂人群間的差異[3-5]。研究結果受到了患者個體性特征的影響?；颊叩男詣e、年齡、高血壓、地理位置和既往動脈瘤性蛛網膜下隙出血史等個體性特征已被證實是動脈瘤破裂的相關危險因素[6]。為了避免這種個體性特征的交互作用，在同一個體中比較破裂與未破裂動脈瘤的形態學參數才能證實動脈瘤破裂的相關危險因素。因此，我們設計了一個多中心、回顧性的隊列研究。該研究的目的是為了闡述動脈瘤形態學參數在鏡像動脈瘤患者中預測動脈瘤破裂與否的價值。

1材料與方法

1.1一般資料

回顧性收集4家三甲醫院2008-01～2014-03經CTA(64排以上)檢查發現的顱內動脈瘤患者。本研究僅收集患者CTA資料且不涉及藥物治療，無需患者知情同意，得到了各醫院倫理委員會的許可。

1.2形態學參數的定義及測量方法

為了提高動脈瘤各參數測量的準確性和一致性，2位神經放射醫師分別獨立測量了動脈瘤各參數，取其平均值用于之后的統計分析[7]。一旦發現患有動脈瘤，我們將評估以下動脈瘤參數：①動脈瘤深度(Hmax)，即瘤頸中點到瘤頂的最遠距離;②動脈瘤高度(Hp)，即瘤頸平面到瘤頂的垂直距離;③瘤體寬度(W)和瘤頸寬度(N)，即動脈瘤瘤體和瘤頸垂直于Hp的最大直徑;④載瘤動脈直徑(vessel diameter,Dv)，流入角(flow angle,θF)和流出角(parent-daughter angle，θP),各參數的定義參照文獻[3-5]。

根據以上測量參數，我們計算了以下參數：①瘤體深度與瘤頸寬度的比值(aspect ratio，AR)，AR=Hmax/N；②瘤體深度與載瘤動脈直徑的比值(size ratio,SR)，SR=Hmax/Dv；③瘤體高度寬度之比(height-width ratio,HWR),HWR=Hp/W；④動脈瘤面積與瘤頸處載瘤動脈面積的比值(area ratio,見圖1)，即動脈瘤的面積與瘤頸處載瘤動脈的面積，因此area ratio=Hp×W/(Dv×N) 。

A.CTA圖像放大4倍并采用最大密度投影(maximum intensity projection, MIP)后處理模式，層厚10 mm，窗寬窗位標準化(窗寬窗位值均等于動脈瘤瘤體的CT值);B.動脈瘤深度(Hmax)，瘤頸寬度(N)，流入角(θF)和流出角(θP)的測量方法；C.動脈瘤面積與瘤頸處載瘤動脈面積的比值(area ratio)的測量方法，area ratio=Hp×W/(Dv×N),Da1,Db1為近瘤體處一側載瘤血管直徑,Da2,Db2分別為遠離瘤體1.5Da1、1.5Db1處載瘤血管直徑，Dv=(Da1+Da2+Db1+Db2)/4圖1　顱內動脈瘤形態學參數的定義及測量方法 Figure 1　Measurements and definition of morphological parameters

所有參數都用CT機后處理工作站電子測量尺進行測量。測量時，圖像放大4倍并采用最大密度投影(maximum intensity projection,MIP)后處理模式。MIP測量時層厚選擇10 mm，窗寬窗位標準化(窗寬窗位值均等于動脈瘤瘤體的CT值)。CT機后處理工作站電子測量尺的測量精度(保留1位小數位數)為0.1 mm或0.1°，二次計算時的計算精度則保留3位小數位數。選取瘤體寬度和瘤體深度較大者作為動脈瘤的大小。動脈瘤的形狀二分為球形(即當Hp/W或W/Hp≥80%時認為是球形)和非球形。動脈瘤瘤壁二分為光滑(即瘤壁無突起)和不規則瘤壁(即瘤壁存在泡樣影，分葉或突起)。

1.3統計學分析

2結果

2.1人口學統計結果

在2 361例患者中發現了2 674個動脈瘤，269例(11.4%)患者發現多發動脈瘤，45例(1.7%)患者發現鏡像后交通動脈瘤。這45例患者共有11例患者因以下原因被排除：①8例患者難以依據CT中蛛網膜下隙出血類型或手術結果判斷動脈瘤破裂情況；②2例患者影像質量不佳難以評價動脈瘤的形態學特征；③1例患者伴發血管畸形。因此，本研究最后納入34例患者68個動脈瘤，其中男5例(14.7%)，女29例(85.3%)，平均年齡(62.2±10.2)歲。

2.2形態學參數比較

破裂組動脈瘤的大小、AR、SR、動脈瘤面積與瘤頸處載瘤動脈面積的比值與未破裂組間比較，差異具有統計學意義(P<0.05,見表1)。但瘤體高度寬度之比、瘤頸、Dv、θF和θP兩組間差異無統計學意義。

組別瘤頸(mm)動脈瘤大小(mm)Dv(mm)θFθPARSR面積之比瘤體高度寬度之比未破裂組2.59±0.7563.29±1.2312.51±0.391119.68±27.328100.97±24.7301.15±0.5121.18±0.5831.30±0.9680.77±0.157破裂組2.89±0.8525.43±2.0942.39±0.305129.84±31.87499.44±21.2901.84±0.6162.19±0.8493.20±2.1080.75±0.165 t-1.624-4.4151.811-1.4460.376-5.589-5.063-4.6290.520 P0.114<0.0010.0790.1580.709<0.001<0.001<0.0010.606

通過ROC 曲線進一步計算ROC曲線下面積，找出敏感度及特異度最大時的臨界值，結果見圖2。動脈瘤大小,AR,SR和面積比在ROC曲線下的面積分別為0.824(95%CI 0.724-0.924),0.821(0.723-0.920),0.847(0.755-0.939)和0.839(0.746-0.932)。這些動脈瘤參數的臨界值分別為4.55,1.114，SR≥1.869和面積比≥1.531。

破裂組和未破裂組動脈瘤各參數Logistic回歸分析結果見表2。不規則瘤壁與動脈瘤破裂具有顯著相關性(OR 3.625,95%CI 1.657-7.929)。當調節不規則瘤壁后,動脈瘤的大小≥4.55 mm(AOR 9.233，95%CI 2.023-42.144),AR≥1.114(AOR 8.438，95%CI 1.730-41.160),SR≥1.869(AOR 16.709，95%CI 2.112-132.200)和面積比≥1.531(AOR 34.722,95%CI 2.503-481.649)與動脈瘤破裂具有顯著相關性。

圖2 鏡像后交通動脈瘤幾何學參數的ROC曲線Figure2 ROCcurvesforaneurysmsize,AR,SRandarearatiointhesymmetricalbilateralposteriorcommunicatingarteryaneu-rysms

表2破裂組與未破裂組動脈瘤形態學參數比較

Table 2Morphological parameters of ruptured and unruptured aneurysms

指標未破裂(n=34)破裂(n=34)P(OR)P(AOR)動脈瘤的瘤壁為不規則瘤壁9(26.47)26(76.47)0.002(6.667)--動脈瘤的大小≥4.55mm5(14.71)26(76.47)0.001(8.000)0.004(9.233)AR≥1.11412(35.29)29(85.29)0.002(6.667)0.008(8.438)SR≥1.8695(14.71)22(64.71)0.001(7.333)0.008(16.709)Arearatio≥1.5318(23.53)26(76.47)0.004(19.000)0.008(34.722)動脈瘤的形狀為球形16(47.06)16(47.06)1.000(1.000)0.831(1.132)

3討論

未破裂動脈瘤較常見且其破裂后可造成災難性的后果，加之并非所有未破裂動脈瘤都會破裂，因此未破裂動脈瘤的治療策略一直是神經外科爭論的焦點[1,2,7,8]。當前尚無簡單、可靠、易行的動脈瘤破裂的預測指標。關于未破裂動脈瘤的治療策略，先前的研究報道主要依賴于動脈瘤大小這一參數，當動脈瘤≥7 mm時破裂風險顯著增加[8,9]。然而已有眾多學者報道過破裂動脈瘤中有相當大的一部分實際上小于7 mm[10,11]。我們的研究中破裂組動脈瘤平均大小為5.43 mm(范圍2.0-11.3 mm)。通常，破裂的動脈瘤并不一定是最大的動脈瘤。因此，除了大小以外的其他參數可能是影響動脈瘤破裂的重要因素。

3.1動脈瘤大小、不規則瘤壁、SR和AR預測鏡像動脈瘤破裂

既往的回顧性研究發現動脈瘤的大小與動脈瘤的破裂顯著相關，但這些研究結果并未以不規則的動脈瘤壁進行調節[12]。近期的大樣本前瞻性研究表明具有子囊(瘤壁不規則的突起)的未破裂動脈瘤較瘤壁光滑的動脈瘤更易破裂[8]。在調節不規則的動脈瘤壁后，本研究表明動脈瘤的大小、SR和AR與動脈瘤的破裂具有相關性。雖然大多數的研究發現破裂組和未破裂組間AR、SR具有統計學差異，能夠預測動脈瘤的破裂風險，但是這些研究結果仍具有爭議性[4,8-10]。這種不一致的研究結果我們認為可能是由于以下原因造成的：①預測動脈瘤破裂時，未調節患者個體特征性影響因素；②研究者們運用不同的影像技術(DSA、MRA、CTA)及其圖像測量方法[12-14]。關于AR，僅有3位研究者為了縮小這種交互作用而報道了多發動脈瘤的破裂危險因素。其中2位研究者發現AR與動脈瘤的破裂具有相關性，但這兩項研究并未采用多變量分析AR與動脈瘤破裂的關系[13,15]。本研究與另外一項研究結果[12]相似：調節動脈瘤的位置和大小后，AR和動脈瘤的破裂仍具有相關性。關于SR，本研究結果與Backes等[12]不一致，可能因為：①本研究納入樣本量較少；②統計分析所選調節變量不同。

3.2面積比預測鏡像動脈瘤破裂

關于流入角、流出角、瘤頸寬度、瘤體寬度和瘤體高度寬度之比的既往研究不僅沒有調節動脈瘤的不規則瘤壁，而且研究結果無或臨界于統計學差異[3,5,10]。這些有爭議的研究結果可能是由于有限的隨訪資料和不同的影像檢查手段與圖像測量方法所致。面積比值不僅考慮了動脈瘤自身因素(瘤高和瘤寬)，而且還考慮了載瘤動脈(血管平均直徑和瘤頸)。在調節動脈瘤的大小后，本研究表明面積比值與動脈瘤的破裂具有相關性。超過76%的破裂組動脈瘤面積比≥1.531(動脈瘤破裂的臨界值)，然而約76.5%的未破裂組動脈瘤面積比小于臨界值。此外，破裂組動脈瘤面積比大于未破裂組(3.20±2.108vs1.30±0.968,P<0.01)。既往研究表明隨著動脈瘤增大，瘤內血流速率變慢，瘤壁剪切力減小，動脈瘤更加易于破裂[5,16]。因此基于上述研究成果，我們嘗試從血流動力學角度對面積比這個參數給予以下闡述：本研究動脈瘤面積(A1)代表著單位時間內動脈瘤能容納的血容量，瘤頸處載瘤動脈面積(A2)代表著載瘤動脈單位時間內通過瘤頸供給動脈瘤的血容量。在A1 相同的條件下，A2 越小代表著載瘤動脈單位時間內通過瘤頸供給動脈瘤的血容量越少，其瘤內的血流速度就會越慢，瘤內平均壁面切應力就越低，動脈瘤越容易破裂。在A2 相同的條件下，A1 越大代表著單位時間內動脈瘤能容納的血容量越大，動脈瘤內的血流速度就會越慢，瘤內平均壁面切應力就越低，動脈瘤就更容易破裂。

本研究存在以下不足:①本研究為回顧性研究,納入研究的CTA檢查患者可能存在選擇偏倚。②本研究僅僅使用了CTA的影像資料，且檢查結果并未與動脈瘤診斷的傳統金標準DSA進行對照。但是，CTA診斷顱內動脈瘤不僅敏感性、特異性高，而且還具有很好的一致性[7]。因此，CTA誤診動脈瘤的可能性很小，我們認為這種小概率的誤診是可以接受的。③動脈瘤大小、AR、SR、面積比、不規則瘤壁也可能是動脈瘤破裂后的結果，而非其破裂的原因。因此，前瞻性地建立動脈瘤破裂前后的對比模型，以探討動脈瘤形態學差異是非常必要的。

4結論

使用標準化后的CTA圖像測量方法，我們在同一個體中比較了破裂和未破裂動脈瘤的形態學特征。動脈瘤大小、面積比值、SR和AR是影響動脈瘤破裂的獨立危險因素。這些獨立危險因素可能有助于評估未破裂動脈瘤的破裂風險，甚至可能有利于制定未破裂動脈瘤的干預和預后措施。

參考文獻：

[1]Li MH,Chen SW,Li YD,etal.Prevalence of unruptured cerebral aneurysms in Chinese adults aged 35 to 75 years[J].Ann Intern Med,2013,159(8):514-521.

[2]鄭鑒峰,張曉冬,郭宗鐸,等.介入栓塞治療小型與中大型顱內未破裂動脈瘤的效果對比[J].第三軍醫大學學報,2016,38(3):288-291.

[3]Baharoglu MI,Schirmer CM,Hoit DA,etal.Aneurysm inflow-angle as a discriminant for rupture in sidewall cerebral aneurysms:morphometric and computational fluid dynamic analysis[J].Stroke,2010,41(7):1423-1430.

[4]李元輝,管生,徐浩文,等.顱內≤5 mm動脈瘤破裂的危險因素分析[J].介入放射學雜志,2015,24(2):97-101.

[5]Tremmel M,Dhar S,Levy EI,etal.Influence of intracranial aneurysm-to-parent vessel size ratio on hemodynamics and implication for rupture:results from a virtual experimental study[J].Neurosurgery,2009,64(4):622-631.

[6]Greving JP,Wermer MJ,Brown RD Jr,etal.Development of the PHASES score for prediction of risk of rupture of intracranial aneurysms:a pooled analysis of six prospective cohort studies[J].Lancet Neurol,2014,13(1):59-66.

[7]黃鐘情,孟志華,陳振松,等.探討64排CTA診斷顱內動脈瘤的一致性[J].中國醫學影像技術,2011,27(5):910-914.

[8]The Unruptured Cerebral Aneurysm Study of Japan investigators.The natural course of unruptured cerebral aneurysms in a Japanese cohort[J].N Engl J Med,2012,366(26):2474-2482.

[9]The International Study of Unruptured Intracranial Aneurysms Investigators.Unruptured intracranial aneurysms—risk of rupture and risks of surgical Intervention[J].N Engl J Med,1998,339(24):1725-1733.

[10]Baharoglu MI,Lauric A,Gao BL,etal.Identification of a dichotomy in morphological predictors of rupture status between sidewall-and bifurcation-type intracranial aneurysms[J].J Neurosurg,2012,116(4):871-881.

[11]Rahman M,Ogilvy CS,Zipfel GJ,etal.Unruptured cerebral aneurysms do not shrink when they rupture:multicenter collaborative aneurysm study group[J].Neurosurgery,2011,68(1):155-161.

[12]Backes D,Vergouwen MD,Velthuis BK,etal.Difference in aneurysm characteristics between ruptured and unruptured aneurysms in patients with multiple intracranial aneurysms[J].Stroke,2014,45(5):1299-1303.

[13]Nader-Sepahi A,Casimiro M,Sen J,etal.Is aspect ratio a reliable predictor of intracranial aneurysm rupture[J].Neurosurgery,2004,54(6):1343-1347.

[14]Lauric A,Baharoglu MI,Malek AM.Ruptured status discrimination performance of aspect ratio,height/width,and bottleneck factor is highly dependent on aneurysm sizing methodology[J].Neurosurgery,2012,71(1):38-46.

[15]Hoh BL,Sistrom CL,Firment CS,etal.Bottleneck factor and height-width ratio:association with ruptured aneurysms in patients with multiple cerebral aneurysms[J].Neurosurgery,2007,61(4):716-722.

[16]Xiang J,Natarajan SK,Tremmel M,etal.Hemodynamic-morphologic discriminants for intracranial aneurysm rupture[J].Stroke,2011,42(1):144-152.

Risk factors analysis of ruptured aneurysms in patients with mirror posterior communicating artery aneurysms by CT angiography

CHEN Jienan1,2, HUANG Zhongqing1, MENG Zhihua1*, HOU Zhongjun3, HUANG Suiqiao4, YU Hao5, WEN Zhibo5, WANG Qiujing6, LI Pingan7

(1DepartmentofMedicalImageCenter,YuebeiPeople’sHospital,ShantouUniversityMedicalCollege,Shaoguan512026,China;2DepartmentofMedicalImageCenter,ZhuhaiMaternalandChildHealth;3DepartmentofMedicalImageCenter,SecondAffiliatedHospitalofGuangzhouMedicalUniversity;4DepartmentofMedicalImageCenter,SunYat-SenMemorialHospital,SunYat-SenUniversity;5DepartmentofMedicalImageCenter,ZhujiangHospital,SouthernMedicalUniversity;6DepartmentofNeurosurgery,ZhujiangHospital,SouthernMedicalUniversity;7DepartmentofNeurosurgery,YuebeiPeople’sHospital,ShantouUniversity；*Correspondingauthor,E-mail:zhihua_meng@163.com)

Abstract：ObjectiveTo explore the risk factors of intracranial aneurysm rupture.MethodsFrom January 2008 to March 2014, a total of 2 361 patients harboring 2 674 aneurysms were diagnosed by CT angiography or surgical findings in four medical centers. Patients with aneurysm were divided into 2 groups on the basis of surgical results or the pattern of hemorrhage on conventional head CT: ruptured group and unruptured group. Morphological parameters examined for aneurysms comprised aneurysm wall regularity, size, neck width, aspect ratio(AR), size ratio(SR), neck-to-parent-artery ratio, height-width ratio(HWR) and area ratio. Univariate and multivariate statistical analyses were performed to explore the independent risk factors for rupture. ResultsA total of 34 patients(29 females) with symmetrical bilateral aneurysms were included, with a mean age of (62.2±10.2)years. Univariate analysis showed that aneurysm size, AR, SR, area ratio and irregular wall were significantly different between ruptured and unruptured patients. Multivariate analysis showed that aneurysm size≥4.55 mm(AOR 9.233,95%CI 2.023-42.144),AR≥1.611(AOR 9.521,95%CI 2.182-41.535),area ratio≥1.481(AOR 4.089,95%CI 1.247-13.406),and irregular shape(AOR 10.443,95%CI 3.394-32.135) were significant predictive factors for aneurysm rupture after adjustment for irregular wall.ConclusionAn aneurysm size≥4.55 mm, aspect ratio≥1.114, SR≥1.869, and area ratio≥1.531 are associated with aneurysm rupture independent of aneurysm size and patient characteristics. These aneurysm characteristics can be used for the evaluation, prognosis, and prevention of rupture risk for intracranial aneurysm.

Key words:intracranial aneurysm;CT；angiography；morphology

作者簡介：陳解南，女，1984-05生，汕頭大學醫學院在讀碩士，主治醫師，E-mail：cjn-2004@163.com

收稿日期：2016-02-25

中圖分類號：R739.41

文獻標志碼：A

文章編號：1007-6611(2016)05-0463-05

DOI：10.13753/j.issn.1007-6611.2016.05.015